(57)【要約】【課題】個別に制御可能な要素のアレイ及びデータ処理パイプラインを備えるリソグラフィ装置を提供すること。【解決手段】個別に制御可能な要素のアレイは、放射線のビームを変調する。データ処理パイプラインは、要求された線量パターンの第１の表現を個別に制御可能な要素のアレイを制御するのに好適な制御データのシーケンスに変換し、基板上に要求された線量パターンを実質的に形成する。データ処理パイプラインは、オフライン前処理デバイス及びオンライン・ラスタライザを備える。オフライン前処理デバイスは、要求された線量パターンの第１の表現を、第１の表現よりも少ないオペレーション回数でラスター化できる中間表現に変換する。【選択図】図１
2010033067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置であって、
個別に制御可能な要素のアレイと、
要求された線量パターンの第１の表現を個別に制御可能な要素の前記アレイを制御する
のに好適な制御データのシーケンスに変換し、基板上に前記要求された線量パターンを実
質的に形成するデータ処理パイプラインとを備え、前記データ処理パイプラインは、
前記要求された線量パターンの前記第１の表現を、前記第１の表現よりも少ないオペ
レーション回数でラスター化される中間表現に変換するオフライン前処理デバイスと、
前記中間表現を格納する記憶デバイスと、
前記格納されている中間表現にアクセスし、そこから、実質的にリアルタイムで制御
データの前記シーケンスを生成するために使用されるビットマップ・データのストリーム
を生成するオンライン・ラスタライザとを備え、
前記ビットマップ・データは、ラインにより定義された前記要求されたパターンの部分
の露光シーケンスに実質的に従って順序付けられた、ビットマップ値のラインのシーケン
スからなり、
複数の修正規則は、前記ビットマップ値がラインの前記シーケンス内のラインからライ
ンへどのように変化するかを定義し、
前記修正規則の少なくとも部分集合のそれぞれ１つは、ベクトルにより表される前記要
求された線量パターンの対応する部分から導出可能であり、前記ベクトルの影響を受ける
すべてのラインについて適用可能であり、
前記オフライン前処理デバイスは、データ・パケットのシーケンスを含む中間表現を生成し、データ・パケットのそれぞれは所定のラインに関する修正規則のグループが前のラインに関する修正規則のグループからどのように異なるかを記述するリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記ビットマップ・データは、１次元ランレングス符号化を使用して、ビットマップ値
のそれぞれのラインを表し、
前記修正規則は、ビットマップ値のそれぞれのラインの１次元ランレングス符号化がラ
インの前記シーケンスにおけるラインからラインへどのように変化するかを定義する請求
項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
リソグラフィ装置であって、
個別に制御可能な要素のアレイと、
要求された線量パターンの第１の表現を個別に制御可能な要素の前記アレイを制御する
のに好適な制御データのシーケンスに変換し、基板上に前記要求された線量パターンを実
質的に形成するデータ処理パイプラインとを備え、前記データ処理パイプラインは、
前記要求された線量パターンの前記第１の表現を、前記第１の表現よりも少ないオペ
レーション回数でラスター化される中間表現に変換するオフライン前処理デバイスと、
前記中間表現を格納する記憶デバイスと、
前記格納されている中間表現にアクセスし、そこから、実質的にリアルタイムで制御
データの前記シーケンスを生成するために使用されるビットマップ・データのストリーム
を生成するオンライン・ラスタライザとを備え、
前記ビットマップ・データは、ラインにより定義された前記要求されたパターンの部分
の露光シーケンスに実質的に従って順序付けられた、ビットマップ値のラインのシーケン
スからなり、
複数の修正規則は、前記ビットマップ値がラインの前記シーケンス内のラインからライ
ンへどのように変化するかを定義し、
前記修正規則の少なくとも部分集合のそれぞれ１つは、一定の特性を有する曲がったセ
クションにより表される前記要求された線量パターンの対応する部分から導出可能であり
、前記曲がったセクションの影響を受けるすべてのラインについて適用可能であり、
前記オフライン前処理デバイスは、データ・パケットのシーケンスを含む中間表現を生
成し、データ・パケットのそれぞれは所定のラインに関する修正規則のグループが前のラインに関する修正規則のグループからどのように異なるかを記述するリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記ビットマップ・データは、１次元ランレングス符号化を使用して、ビットマップ値
のそれぞれの前記ラインを表し、
前記修正規則は、ビットマップ値のそれぞれのラインの１次元ランレングス符号化がラ
インの前記シーケンスにおけるラインからラインへどのように変化するかを定義する請求
項３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
リソグラフィ装置であって、
個別に制御可能な要素のアレイと、
要求された線量パターンの第１の表現を個別に制御可能な要素の前記アレイを制御する
のに好適な制御データのシーケンスに変換し、基板上に前記要求された線量パターンを実
質的に形成するデータ処理パイプラインとを備え、前記データ処理パイプラインは、
前記要求された線量パターンの前記第１の表現を、前記第１の表現よりも少ないオペ
レーション回数でラスター化される中間表現に変換するオフライン前処理デバイスと、
前記中間表現を格納する記憶デバイスと、
前記格納されている中間表現にアクセスし、そこから、実質的にリアルタイムで制御
データの前記シーケンスを生成するために使用されるビットマップ・データのストリーム
を生成するオンライン・ラスタライザとを備え、
前記第１の表現内の複数のベクトルにより表される前記要求されたパターンの部分は、前記オフライン前処理デバイスにより再順序付けされ、実質的にそれぞれのベクトルが制御データの前記シーケンスに寄与する順序で前記オンライン・ラスタライザからアクセス可能となるように前記中間表現内に格納されるリソグラフィ装置。
【請求項６】
リソグラフィ装置であって、
個別に制御可能な要素のアレイと、
要求された線量パターンの第１の表現を個別に制御可能な要素の前記アレイを制御する
のに好適な制御データのシーケンスに変換し、基板上に前記要求された線量パターンを実
質的に形成するデータ処理パイプラインとを備え、前記データ処理パイプラインは、
前記要求された線量パターンの前記第１の表現を、前記第１の表現よりも少ないオペ
レーション回数でラスター化される中間表現に変換するオフライン前処理デバイスと、
前記中間表現を格納する記憶デバイスと、
前記格納されている中間表現にアクセスし、そこから、実質的にリアルタイムで制御
データの前記シーケンスを生成するために使用されるビットマップ・データのストリーム
を生成するオンライン・ラスタライザとを備え、
前記第１の表現内の複数の曲線により表される前記要求されたパターンの部分は、前記オフライン前処理デバイスにより再順序付けされ、実質的にそれぞれの曲がった部分が制御データの前記シーケンスに寄与する順序で前記オンライン・ラスタライザからアクセス可能となるように前記中間表現内に格納されるリソグラフィ装置。
【請求項７】
リソグラフィ装置であって、
個別に制御可能な要素のアレイと、
要求された線量パターンの第１の表現を個別に制御可能な要素の前記アレイを制御する
のに好適な制御データのシーケンスに変換し、基板上に前記要求された線量パターンを実
質的に形成するデータ処理パイプラインとを備え、前記データ処理パイプラインは、
前記要求された線量パターンの前記第１の表現を、前記第１の表現よりも少ないオペ
レーション回数でラスター化される中間表現に変換するオフライン前処理デバイスと、
前記中間表現を格納する記憶デバイスと、
前記格納されている中間表現にアクセスし、そこから、実質的にリアルタイムで制御
データの前記シーケンスを生成するために使用されるビットマップ・データのストリーム
を生成するオンライン・ラスタライザとを備え、
前記第１の表現は、重なり合う幾何学的単位に関して前記要求された線量パターンを表
現し、前記前処理デバイスは、前記重なりが少なくとも部分的除去される中間表現を生成
するリソグラフィ装置。
【請求項８】
リソグラフィ装置であって、
個別に制御可能な要素のアレイと、
要求された線量パターンの第１の表現を個別に制御可能な要素の前記アレイを制御する
のに好適な制御データのシーケンスに変換し、基板上に前記要求された線量パターンを実
質的に形成するデータ処理パイプラインとを備え、前記データ処理パイプラインは、
前記要求された線量パターンの前記第１の表現を、前記第１の表現よりも少ないオペ
レーション回数でラスター化される中間表現に変換するオフライン前処理デバイスと、
前記中間表現を格納する記憶デバイスと、
前記格納されている中間表現にアクセスし、そこから、実質的にリアルタイムで制御
データの前記シーケンスを生成するために使用されるビットマップ・データのストリーム
を生成するオンライン・ラスタライザとを備え、
前記第１の表現の特徴は、複数の重ならない多角形に関して前記中間表現で記述され、  前記多角形は、実質的にそれぞれの多角形が制御データの前記シーケンスに寄与する順序で前記オンライン・ラスタライザからアクセス可能なように、前記オフライン前処理デバイスにより順序付けられ、前記中間表現内に格納されるリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記重ならない多角形は、台形である請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
リソグラフィ装置であって、
個別に制御可能な要素のアレイと、
要求された線量パターンの第１の表現を個別に制御可能な要素の前記アレイを制御する
のに好適な制御データのシーケンスに変換し、基板上に前記要求された線量パターンを実
質的に形成するデータ処理パイプラインとを備え、前記データ処理パイプラインは、
前記要求された線量パターンの前記第１の表現を、前記第１の表現よりも少ないオペ
レーション回数でラスター化される中間表現に変換するオフライン前処理デバイスと、
前記中間表現を格納する記憶デバイスと、
前記格納されている中間表現にアクセスし、そこから、実質的にリアルタイムで制御
データの前記シーケンスを生成するために使用されるビットマップ・データのストリーム
を生成するオンライン・ラスタライザとを備え、
前記第１の表現は、階層を使用して前記要求された線量パターン内の要素の反復グルー
プを表し、
前記中間表現は、導かれる前記第１の表現よりも小さい階層の少なくとも１つのレベル
を含み、
当該リソグラフィ装置はさらに、
前記中間表現内の階層の残りすべてのレベルを除去し、その結果得られるフラット化さ
れた中間表現を前記オンライン・ラスタライザに受け渡すように構成されたオンライン前
処理デバイスを備えるリソグラフィ装置。
【請求項１１】
リソグラフィ装置であって、
個別に制御可能な要素のアレイと、
要求された線量パターンの第１の表現を個別に制御可能な要素の前記アレイを制御する
のに好適な制御データのシーケンスに変換し、基板上に前記要求された線量パターンを実
質的に形成するデータ処理パイプラインとを備え、前記データ処理パイプラインは、
前記要求された線量パターンの前記第１の表現を、前記第１の表現よりも少ないオペ
レーション回数でラスター化される中間表現に変換するオフライン前処理デバイスと、
前記中間表現を格納する記憶デバイスと、
前記格納されている中間表現にアクセスし、そこから、実質的にリアルタイムで制御
データの前記シーケンスを生成するために使用されるビットマップ・データのストリーム
を生成するオンライン・ラスタライザとを備え、
前記中間表現は、前記要求された線量パターンの四分木表現を含むリソグラフィ装置。
【請求項１２】
さらに、個別に制御可能な要素の複数の前記配列を含み、前記中間表現は、それぞれの
木の根節点が特定の時刻に個別に制御可能な要素の前記複数のアレイのうちの１つにより
露光される前記基板の領域に実質的に対応するマルチ四分木表現を含む請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１３】
デバイス製造方法であって、
要求された線量パターンの第１の表現を個別に制御可能な要素のアレイを制御するのに好適な制御データのシーケンスに変換し、基板上に前記要求された線量パターンを実質的に形成することと、
前記要求された線量パターンの前記第１の表現を、オフラインで、前記第１の表現より
も少ないオペレーション回数でラスター化される中間表現に変換することと、
前記中間表現を記憶デバイスに格納することと、
前記格納されている中間表現にアクセスし、そこから、実質的にリアルタイムで制御デ
ータの前記シーケンスを生成するために使用されるビットマップ・データのストリームを
生成することとを含み、
前記ビットマップ・データは、ラインにより定義された前記要求されたパターンの部分
の露光シーケンスに実質的に従って順序付けられた、ビットマップ値のラインのシーケン
スからなり、
複数の修正規則は、前記ビットマップ値がラインの前記シーケンス内のラインからライ
ンへどのように変化するかを定義し、前記複数の修正規則は、
前記修正規則の少なくとも部分集合のそれぞれ１つを、ベクトルにより表される前記
要求された線量パターンの対応する部分から導出し、前記対応するベクトルの影響を受け
るすべてのラインについてそれぞれのそのような修正規則を適用することと、
データ・パケットのシーケンスを含む中間表現を生成することと、を含み、
前記データ・パケットのそれぞれは、所定のラインに関する修正規則のグループが前のラインに関する修正規則のグループからどのように異なるかを記述するデバイス製造方法。
【請求項１４】
前記ビットマップ・データは、１次元ランレングス符号化を使用して、ビットマップ値
の前記ラインのそれぞれを表し、前記修正規則は、ビットマップ値のそれぞれのラインの
１次元ランレングス符号化がラインの前記シーケンスにおいてラインからラインへどのよ
うに変化するかを定義する請求項１３に記載のデバイス製造方法。
【請求項１５】
デバイス製造方法であって、
要求された線量パターンの第１の表現を個別に制御可能な要素のアレイを制御するのに好適な制御データのシーケンスに変換し、基板上に前記要求された線量パターンを実質的に形成することと、
前記要求された線量パターンの前記第１の表現を、オフラインで、前記第１の表現より
も少ないオペレーション回数でラスター化される中間表現に変換することと、
前記中間表現を記憶デバイスに格納することと、
前記格納されている中間表現にアクセスし、そこから、実質的にリアルタイムで制御デ
ータの前記シーケンスを生成するために使用されるビットマップ・データのストリームを
生成することとを含み、
前記ビットマップ・データは、ラインにより定義された前記要求されたパターンの部分
の露光シーケンスに実質的に従って順序付けられた、ビットマップ値のラインのシーケン
スからなり、
複数の修正規則は、前記ビットマップ値がラインの前記シーケンス内のラインからライ
ンへどのように変化するかを定義し、前記複数の修正規則は、
前記修正規則の少なくとも部分集合のそれぞれ１つを、一定の特性を有する曲がった
セクションにより表される前記要求された線量パターンの対応する部分から導出し、前記
曲がったセクションの影響を受けるすべてのラインについてそれぞれのそのような修正規
則を適用することと、
データ・パケットのシーケンスを含む中間表現を生成することと、を含み、
前記データ・パケットのそれぞれは、所定のラインに関する修正規則のグループが前のラインに関する修正規則のグループからどのように異なるかを記述するデバイス製造方法。
【請求項１６】
前記ビットマップ・データは、１次元ランレングス符号化を使用して、ビットマップ値
の前記ラインのそれぞれを表し、前記修正規則は、ビットマップ値のそれぞれのラインの
１次元ランレングス符号化がラインの前記シーケンスにおいてラインからラインへどのよ
うに変化するかを定義する請求項１５に記載のデバイス製造方法。
【請求項１７】
リソグラフィ装置であって、
個別に制御可能な要素のアレイと、
要求された線量パターンの第１の表現を個別に制御可能な要素の前記アレイを制御するのに好適な制御データのシーケンスに変換し、基板上に前記要求された線量パターンを実質的に形成するデータ処理パイプラインとを備え、前記データ処理パイプラインは、
前記要求された線量パターンの前記第１の表現を、前記第１の表現よりも少ないオペレーション回数でラスター化される中間表現に変換するオフライン前処理デバイスと、
前記中間表現を格納する記憶デバイスと、
前記格納されている中間表現にアクセスし、そこから、実質的にリアルタイムで制御データの前記シーケンスを生成するために使用されるビットマップ・データのストリームを生成するオンライン・ラスタライザとを備え、
前記要求された線量パターンは、フラット・パネル・ディスプレイの製造におけるデバイス層に対応し、
前記オフライン前処理デバイスは、
前記デバイス層のディスプレイ領域を処理するディスプレイ領域圧縮デバイスと、
前記デバイス層の境界領域を処理する境界領域圧縮デバイスと、を含むリソグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置、及びデバイスを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板又は基板の一部に転写する機械である。例えば、リソグラフィ装置は、フラット・パネル・ディスプレイ、集積回路（ＩＣ）、及び微細構造を伴うその他のデバイスの製造で使用することができる。従来の装置では、マスク又はレチクルとも呼ばれる、パターン形成デバイスを使用して、フラット・パネル・ディスプレイ（又は他のデバイス）の個々の層に対応する回路パターンを生成することができる。このパターンは、例えば基板上に用意された放射線感光材料（レジスト）の層に結像することにより、基板（例えば、ガラス板）（の一部の）上に転写することができる。
【０００３】
パターン形成手段を使用することにより、回路パターンではなく、他のパターン、例えば、カラー・フィルタ・パターン又はドットのマトリクスを生成することができる。パターン形成デバイスは、マスクの代わりに、個別に制御可能な要素からなるアレイを含むパターン形成アレイを含むことができる。このようなシステムは、マスク・ベースのシステムに比べて、パターンを迅速に変更することができ、しかもコストが低い。
【０００４】
フラット・パネル・ディスプレイ基板の形状は長方形とすることができる。このタイプの基板を露光するように設計されているリソグラフィ装置は、長方形基板の全幅を覆う、又は幅の一部（例えば、幅の半分）を覆う、露光領域を備えることができる。基板は、露光領域の下で走査されるが、マスク又はレチクルは投影ビームを通して同期走査される。パターンは、この方法で基板に転写される。露光領域が基板の全幅を覆う場合、露光は単一走査で完了できる。例えば、露光領域が基板の幅の半分を覆う場合、基板は、最初の走査の後、横方向に移動することができ、通常、さらに走査が実行されて、基板の残り部分を露光する。
【０００５】
デバイス・パターン及び／又は対応する放射線線量パターンは、例えば、ベクトル及び／又はベクトルのグループに関して（例えば、階層を使用して）記述的に定義することができる。ＧＤＳＩＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ＳｙｓｔｅｍＩＩ）形式は、例えば、フラット・パネル・ディスプレイを定義するために常用され、階層とともにベクトルを利用した記述を使用する。
【０００６】
このような「高水準」の記述的表現は、ある程度の固有の圧縮を含むのが普通であり、パターン形成アレイに適した制御信号を生成するために、ビットマップ・データに変換しなければならない場合がある。さらに、その結果得られる制御信号は、実質的に個々の露光が行われる順序及び好適な速度でパターン形成アレイに供給される必要がある。これは、ビットマップ表現のサイズが巨大になり、また例えば格納、データ変換工程（例えば、ビットマップ・データへの変換）、及び／又は伝送に関する難しい問題が関わってくるので、複雑なデバイス・パターンに対しては困難な作業である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、必要なのは、パターン・データをより効果的に使用するためのシステム及び方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施例では、個別に制御可能な要素のアレイ及びデータ処理パイプラインを備えるリソグラフィ装置が実現される。個別に制御可能な要素のアレイは、放射線のビームを変調する。データ処理パイプラインは、要求された線量パターンの第１の表現を個別に制御可能な要素のアレイを制御するのに好適な制御データのシーケンスに変換し、基板上に要求された線量パターンを実質的に形成する。データ処理パイプラインは、オフライン前処理デバイス及びオンライン・ラスタライザを備える。オフライン前処理デバイスは、要求された線量パターンの第１の表現を、第１の表現よりも少ないオペレーション回数でラスター化できる中間表現に変換する。記憶デバイスは、この中間表現を格納する。オンライン・ラスタライザは、格納されている中間表現にアクセスし、そこから、ビットマップ・データのストリームを生成し、そのストリームは実質的にリアルタイムで制御データのシーケンスを生成するために使用される。
【０００９】
本発明の一実施例によれば、以下の工程を含むデバイス製造方法が実現される。個別に制御可能な要素のアレイを使用して、放射線のビームを変調する工程。要求された線量パターンの第１の表現を個別に制御可能な要素のアレイを制御するのに好適な制御データのシーケンスに変換し、基板上に要求された線量パターンを実質的に形成し、要求された線量パターンの第１の表現を、オフラインで、第１の表現よりも少ないオペレーション回数でラスター化できる中間表現に変換し、その中間表現を記憶デバイスに格納し、格納されている中間表現にアクセスし、そこから、ビットマップ・データのストリームを生成し、そのストリームは実質的にリアルタイムで制御データのシーケンスを生成するために使用される工程。
【００１０】
以下では、本発明の他の実施例、特徴、及び利点、さらに本発明の様々な実施例の構造及びオペレーションについて、付属の図面を参照しつつ詳しく説明する。
【００１１】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす付属の図面は、本発明の１つ又は複数の実施例を示しており、その説明とともに、さらに、本発明の原理を説明し、当業者が本発明を実施し利用できるようにするために使用される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の様々な実施例による、リソグラフィ装置を示す図である。
【図２】本発明の様々な実施例による、リソグラフィ装置を示す図である。
【図３】図２に示されているような本発明の一実施例を使用してパターンを基板に転写するモードを示す図である。
【図４】本発明の一実施例による、光学エンジンの配列を示す図である。
【図５】本発明の一実施例による、データ処理パイプライン又は「データ経路」を示す図である。
【図６】本発明の一実施例による、修正規則により定義される例示的なパターンを示す図である。
【図７】本発明の一実施例による、「台形」パターン要素の例示的な定義を示す図である。
【図８】本発明の一実施例による、要求されたパターンを示す図である。
【図９】本発明の一実施例による、複数の多角形として表される図８のパターンを示す図である。
【図１０】本発明の一実施例による、多角形間の重なりを除去するための処理後の図８のパターンを示す図である。
【図１１】本発明の一実施例による、複数の多角形を複数の台形に分解する処理の後の図９のパターンを示す図である。
【図１２】本発明の一実施例による、並列ラスター化の目的のためにどのように基板をスライスできるかを示す図である。
【図１３】本発明の一実施例による、フラット・パネル・ディスプレイ・パターンのディスプレイ及び境界領域を別々に扱うように構成されたオフライン・プリプロセッサを示す図である。
【図１４】本発明の一実施例による、パターンを四分木表現に分割する方法を示す図である。
【図１５】本発明の一実施例による、多分木表現をリソグラフィ機械幾何学形状に適合させる方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、付属の図面を参照しつつ、本発明について説明する。図面では、類似の参照番号は、同一又は機能的に類似の要素を示しうる。さらに、参照番号の一番左の数字で、その参照番号が最初に出現する図面を識別できる。
【００１４】
特定の構成及び配列が説明されているが、これは、例示目的のみのために説明されていることは理解されるであろう。当業者であれば、他の構成及び配列も、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく使用できることを理解するであろう。本発明が様々な他のアプリケーションでも採用できることは当業者にとって明白なことであろう。
【００１５】
図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の概略を示す。この装置は、照明システムＩＬ、パターン形成デバイスＰＤ、基板テーブルＷＴ、及び投影システムＰＳを備える。照明システム（照明器）ＩＬは、放射線ビームＢ（例えば、ＵＶ放射線）調節するように構成される。
【００１６】
パターン形成デバイスＰＤ（例えば、レチクル又はマスク又は個々に制御可能な要素のアレイ）は、投影ビームを変調する。一般に、個々に制御可能な要素からなるアレイの位置は、投影システムＰＳに関して固定される。しかし、代わりに、いくつかのパラメータに従って個別に制御可能な要素のアレイの位置を正確に決めるように構成されたポジショナに接続することができる。
【００１７】
基板テーブルＷＴは、基板（例えば、レジスト・コーティングされた基板）Ｗを支持するように構成されており、いくつかのパラメータに従って基板の位置を正確に決めるように構成されたポジショナＰＷに接続される。
【００１８】
投影システム（例えば、屈折投影レンズ系）ＰＳは、個別に制御可能な要素のアレイにより変調された放射線のビームを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上に投影するように構成される。
【００１９】
照明システムは、放射線の方向付け、形状設定、又は制御を行うための屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、又は他の種類の光学コンポーネントなどの様々な種類の光学コンポーネント、又はそれらの任意の組合せを含むことができる。
【００２０】
本明細書で使用される「パターン形成デバイス」又は「コントラスト・デバイス」という用語は、基板の目標部分にパターンを作成するなど放射線ビームの断面を変調するために使用することができる任意のデバイスを意味するものとして広い意味で解釈すべきである。これらのデバイスは、静的パターン形成デバイス（例えば、マスク又はレチクル）又は動的（例えば、プログラム可能な要素のアレイ）パターン形成デバイスのいずれかとすることができる。簡単のため、説明のほとんどは、動的パターン形成デバイスに関するものであるが、静的パターン・デバイスも、本発明の範囲から逸脱することなく使用できることは理解されるであろう。
【００２１】
放射線ビームに与えられるパターンは、例えば、位相シフト特徴又はいわゆるアシスト特徴を含む場合に、パターンが基板の目標部分の中の所望のパターンに正確に対応するわけではないことに注意されたい。同様に、基板上に最終的に生成されるパターンは、個々に制御可能な要素からなるアレイ上に任意の時点に形成されるパターンに対応しないことがある。これは、基板のそれぞれの部分に形成される最終的パターンが、個々に制御可能な要素からなるアレイ上のパターン及び／又は基板の相対的位置が変化する所定の期間又は所定の露光回数にわたって構成される場合と考えられる。
【００２２】
一般に、基板の目標部分上に作成されるパターンは、集積回路又はフラット・パネル・ディスプレイ（例えば、フラット・パネル・ディスプレイ内のカラー・フィルタ層又はフラット・パネル・ディスプレイ内の薄膜トランジスタ層）などの目標部分の中に形成されるデバイス内の特定の機能層に対応する。このようなパターン形成デバイスの実施例としては、例えば、レチクル、プログラム可能ミラー・アレイ、レーザー・ダイオード・アレイ、発光ダイオード・アレイ、グレーティング・ライト・バルブ、及びＬＣＤアレイがある。
【００２３】
複数のプログラム可能な要素を含むパターン形成デバイス（例えば、レチクルを除き前の文の中で言及されているすべてのデバイス）など、電子的手段（例えば、コンピュータ）の助けを借りてパターンがプログラム可能であるパターン形成デバイスは、本明細書では、「コントラスト・デバイス」と総称される。一実施例では、パターン形成デバイスは、少なくとも１０個のプログラム可能な要素、例えば、少なくとも１００個、少なくとも１０００個、少なくとも１００００個、少なくとも１０００００個、少なくとも１００００００個、又は少なくとも１０００００００個のプログラム可能な要素を備える。
【００２４】
プログラム可能なミラー・アレイは、粘弾性制御層及び反射面を持つマトリクス・アドレス指定可能な表面を備えることができる。このような装置の背後にある基本原理は、例えば、反射面のアドレス指定領域は、入射光を回折光として反射するが、非アドレス指定領域は、入射光を非回折光として反射するというものである。適切な空間フィルタを使用し、非回折光を反射されたビームから除去し、回折光のみを残して、基板に到達するようにできる。このようにして、ビームは、マトリクス・アドレス指定可能な表面のアドレス指定パターンに応じてパターン化される。
【００２５】
代替えとして、フィルタを使用して、回折光を除去し、非回折光を残して、基板に到達するようにできることは理解されるであろう。
【００２６】
回折光ＭＥＭＳデバイス（微小電気機械システム・デバイス）のアレイも、それに対応する方法で使用することができる。一実施例では、回折光ＭＥＭＳデバイスは、互いに関して変形し入射光を回折光として反射する回折格子（ｇｒａｔｉｎｇ）を形成することができる複数の反射リボンからなる。
【００２７】
プログラム可能なミラー・アレイのさらに他の代替え実施例は、小さな鏡からなるマトリクス配列を採用し、それぞれ、適当な局部的電界を印加するか、又は圧電作動手段を採用することにより、１本の軸を中心に個別に傾斜させることができる。前と同じように、鏡はマトリクス・アドレス指定可能であり、アドレス指定された鏡は、入射ビームを異なる方向の非アドレス指定鏡に反射するが、このようにして、反射されたビームは、マトリクス・アドレス指定可能な鏡のアドレス指定パターンに応じてパターン形成されるようにできる。要求されるマトリクス・アドレス指定は、適当な電子的手段を用いて実行することができる。
【００２８】
他の実施例ＰＤは、プログラム可能ＬＣＤアレイである。
【００２９】
リソグラフィ装置は、１つ又は複数のコントラスト・デバイスを備えることができる。例えば、これは、それぞれ互いに独立に制御される、個別に制御可能な要素の複数のアレイを持つことができる。このような配列では、個別に制御可能な要素のアレイの一部又はすべては、共通照明システム（又は照明システムの一部）、個別に制御可能な要素のアレイの共通支持構造、及び／又は共通投影システム（又は投影システムの一部）のうちの少なくとも１つを備えることができる。
【００３０】
図１に示されている実施例など、一実施例では、基板Ｗの形状は実質的に円形であり、適宜、周囲の一部にそって切り込み及び／又は平たいエッジがある。一実施例では、基板の形状は多角形、例えば、長方形である。
【００３１】
基板の形状が実質的に円形である実施例は、基板の直径が少なくとも２５ｍｍ、例えば、少なくとも５０ｍｍ、少なくとも７５ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２５ｍｍ、少なくとも１５０ｍｍ、少なくとも１７５ｍｍ、少なくとも２００ｍｍ、少なくとも２５０ｍｍ、又は少なくとも３００ｍｍである実施例を含む。一実施例では、基板の直径は、高々５００ｍｍ、高々４００ｍｍ、高々３５０ｍｍ、高々３００ｍｍ、高々２５０ｍｍ、高々２００ｍｍ、高々１５０ｍｍ、高々１００ｍｍ、又は高々７５ｍｍである。
【００３２】
基板が多角形、例えば長方形である実施例は、基板の少なくとも１辺、例えば、少なくとも２辺、又は少なくとも３辺の長さは、少なくとも５ｃｍ、例えば、少なくとも２５ｃｍ、少なくとも５０ｃｍ、少なくとも１００ｃｍ、少なくとも１５０ｃｍ、少なくとも２００ｃｍ、又は少なくとも２５０ｃｍである実施例を含む。
【００３３】
一実施例では、基板の少なくとも１辺の長さは、高々１０００ｃｍ、例えば、高々７５０ｃｍ、高々５００ｃｍ、高々３５０ｃｍ、高々２５０ｃｍ、高々１５０ｃｍ、又は高々７５ｃｍである。
【００３４】
一実施例では、基板Ｗは、ウェハ、例えば、半導体ウェハである。一実施例では、ウェハの材料は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、及びＩｎＡｓからなるグループから選択される。一実施例では、ウェハは、ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体ウェハである。一実施例では、ウェハはシリコン・ウェハである。一実施例では、基板はセラミック基板である。一実施例では、基板はガラス基板である。一実施例では、基板はプラスチック基板である。一実施例では、基板は透明である（人間の裸眼で見て）。一実施例では、基板は着色される。一実施例では、基板は色がない。
【００３５】
基板の厚さは、様々であり、ある程度、例えば、基板材料及び／又は基板寸法に依存しうる。一実施例では、厚さは、少なくとも５０μｍ、例えば、少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも４００μｍ、少なくとも５００μｍ、又は少なくとも６００μｍである。一実施例では、基板の厚さは、高々５０００μｍ、例えば、高々３５００μｍ、高々２５００μｍ、高々１７５０μｍ、高々１２５０μｍ、高々１０００μｍ、高々８００μｍ、高々６００μｍ、高々５００μｍ、高々４００μｍ、又は高々３００μｍである。
【００３６】
本明細書で参照している基板は、露光前後に、例えばトラック（通常レジストの層を基板上に加え、露光したレジストを現像する工具）、測定工具、及び／又は検査工具内で処理されるようにできる。一実施例では、レジスト層は、基板上に用意される。
【００３７】
本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用している露光放射線、又は浸液の使用若しくは真空の使用などの他の要因に必要に応じて、屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気光学系、電磁気光学系及び静電気光学系、又はそれらの組合せを含む、様々な種類の投影システムを包含するものとして広く解釈すべきである。本明細書で「投影レンズ」という用語を使用するが、これは、より一般的な用語「投影システム」と同義と考えることができる。
【００３８】
投影システムは、パターンが基板上にコヒーレントに形成されるように、個別に制御可能な要素のアレイ上にパターンを結像することができる。それとは別に、投影システムは、個々に制御可能な要素からなるアレイの要素がシャッターとして動作する二次放射線源を結像することができる。この点に関して、投影システムは、マイクロ・レンズ・アレイ（ＭＬＡと呼ばれる）又はフレネル・レンズ・アレイなどの集束要素のアレイを備え、例えば、二次放射線源を形成し、スポットを基板上に結像することができる。一実施例では、集束要素のアレイ（例えば、ＭＬＡ）は、少なくとも１０個の集束要素、例えば、少なくとも１００個の集束要素、少なくとも１０００個の集束要素、少なくとも１００００個の集束要素、少なくとも１０００００個の集束要素、又は少なくとも１００００００個の集束要素を含む。一実施例では、パターン形成デバイス内の個々に制御可能な要素の個数は、集束要素のアレイ内の集束要素の個数以上である。一実施例では、集束要素のアレイ内の集束要素のうちの１つ又は複数（例えば、１０００個以上、過半数、又はおおよそそれぞれ）は、個別に制御可能な要素のアレイ内の個別に制御可能な要素のうちの１つ又は複数、例えば、個別に制御可能な要素のアレイ内の個別に制御可能な要素のうちの２個以上、例えば３個以上、５個以上、１０個以上、２０個以上、２５個以上、３５個以上、又は５０個以上などに光学的に関連付けることができる。一実施例では、ＭＬＡは、例えば、１つ又は複数のアクチュエータを使用して、少なくとも基板に向かう方向及び基板から離れる方向に移動可能である（例えば、アクチュエータを使用して）。ＭＬＡを基板に向けて移動し、基板から離すことができることにより、例えば、基板を動かさずに焦点調整を行うことができる。
【００３９】
図１及び２に示されているように、装置は反射型である（例えば、個別に制御可能な要素の反射アレイを採用する）。それとは別に、装置は透過型（例えば、個別に制御可能な要素の透過アレイを採用する）とすることもできる。
【００４０】
リソグラフィ装置は、２つ（２段）又はそれ以上の基板テーブルを持つ型とすることができる。このような「多段式」機械では、追加テーブルを並列で使用することができるが、準備工程を１つ若しくは複数のテーブル上で実行しながら、１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用することもできる。
【００４１】
リソグラフィ装置は、さらに、基板の少なくとも一部が比較的高い屈折率を持つ「浸液」、例えば水で覆い、投影システムと基板との間のスペースを埋めることができるタイプのものとすることができる。浸液は、さらに、例えば、パターン形成デバイスと投影システムとの間の、リソグラフィ装置内の他のスペースにも適用することができる。投影システムの開口数を増やすための浸せき手法が、当技術分野で知られている。本明細書で使用されている用語「浸せき」は、基板などの構造が液中に沈めなければならないことを意味せず、むしろ、液体が露光時に投影システムと基板との間に配置されることしか意味しない。
【００４２】
図１を再び参照すると、照明器ＩＬは、放射線源ＳＯから放射線ビームを受け取る。一実施例では、放射線源は、波長が少なくとも５ｎｍ、例えば、少なくとも１０ｎｍ、少なくとも５０ｎｍ、少なくとも１００ｎｍ、少なくとも１５０ｎｍ、少なくとも１７５ｎｍ、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２５０ｎｍ、少なくとも２７５ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも３２５ｎｍ、少なくとも３５０ｎｍ、又は少なくとも３６０ｎｍの放射線を供給する。一実施例では、放射線源ＳＯにより供給される放射線の波長は、高々４５０ｎｍ、例えば、高々４２５ｎｍ、高々３７５ｎｍ、高々３６０ｎｍ、高々３２５ｎｍ、高々２７５ｎｍ、高々２５０ｎｍ、高々２２５ｎｍ、高々２００ｎｍ、又は高々１７５ｎｍである。一実施例では、放射線の波長は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、及び／又は１２６ｎｍを含む。一実施例では、放射線の波長は、約３６５ｎｍ又は約３５５ｎｍを含む。一実施例では、放射線は、例えば、３６５、４０５、及び４３６ｎｍを包含する広帯域の波長を含む。３５５ｎｍレーザー源を使用することが可能である。放射線源及びリソグラフィ装置は、例えば、放射線源がエキシマ・レーザーの場合には、別々の実体とすることができる。このような場合、放射線源は、リソグラフィ装置の一部を形成するとみなされず、放射線ビームは、例えば、適当な指向ミラー及び／又はビーム拡大器を備えるビーム・デリバリー・システムＢＤの助けを借りて、放射線源ＳＯから照明器ＩＬに渡される。他の場合、放射線源は、例えば放射線源が水銀灯の場合、リソグラフィ装置一体とすることもできる。放射線源ＳＯ及び照明器ＩＬは、必要ならばビーム・デリバリー・システムＢＤと合わせて、放射システムと呼ぶことができる。
【００４３】
照明器ＩＬは、放射線ビームの強度角度分布を調整するための調整器ＡＤを備えることができる。一般的に、照明器の瞳平面内の強度分布の少なくとも外側及び／又は内側放射範囲（通常、それぞれσ外側及びσ内側と呼ばれる）を調整することができる。さらに、照明器ＩＬは、積分器ＩＮ及びコンデンサＣＯなどの様々な他のコンポーネントを含むことができる。照明器は、断面内で所望の一様性及び強度分布を持つように放射線ビームを調整するために使用できる。照明器ＩＬ、又はそれに関連する追加コンポーネントは、さらに、放射線ビームを、例えばそれぞれ個別に制御可能な要素のアレイの１つ又は複数の個別に制御可能な要素に関連付けることができる複数のサブビームに分割するように配列することもできる。２次元回折格子は、例えば、放射線ビームをサブビームに分割するために使用することができる。本明細書では、「放射線のビーム」と「放射線ビーム」という用語は、限定はしないが、ビームが放射線の複数のそのようなサブビームからなる状況を包含する。
【００４４】
放射線ビームＢは、パターン形成デバイスＰＤ（例えば、個別に制御可能な要素のアレイ）上に入射し、パターン形成デバイスにより変調される。パターン形成デバイスＰＤによって反射されると、投影ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに集束する。ポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば、干渉計測デバイス、リニア・エンコーダ、容量センサなど）の助けを借りて、基板テーブルＷＴを正確に移動することができ、これにより、例えば、放射線ビームＢの経路内で異なる目標位置Ｃを決定することができる。使用される場合、個々に制御可能な要素のアレイ用の位置決め手段を使用して、例えば、走査時に、ビームＢの経路に関してパターン形成デバイスＰＤの位置を正確に補正することができる。
【００４５】
一実施例では、基板テーブルＷＴの移動は、長行程モジュール（コース位置決め）及び短行程モジュール（精細位置決め）の助けを借りて実現されるが、これらは図１には明示的に示されていない。一実施例では、装置は、基板テーブルＷＴを移動するための少なくとも短行程モジュールを欠いている。類似のシステムを使用して、個々に制御可能な要素のアレイの位置決めを行うこともできる。投影ビームＢは、代替えとして／追加として、移動可能とすることができるが、対物テーブル及び／又は個々に制御可能な要素のアレイは、必要な相対移動が行えるようにする固定位置を持つことができることは理解されるであろう。このような配列は、装置のサイズを制限することに役立ちうる。例えば、フラット・パネル・ディスプレイの製造に応用可能と考えられる、さらなる代替え手段では、基板テーブルＷＴ及び投影システムＰＳの位置を固定し、基板Ｗを基板テーブルＷＴに相対的に移動するように配列することができる。例えば、基板テーブルＷＴは、実質的に一定の速度で、載っている基板Ｗを走査するシステムを備えることができる。
【００４６】
図１に示されているように、放射線が最初にビーム・スプリッタにより反射され、パターン形成デバイスＰＤに向かうように構成されたビーム・スプリッタＢＳを使って放射線のビームＢをパターン形成デバイスＰＤに向けることができる。放射線のビームＢは、さらに、ビーム・スプリッタを使用せずにパターン形成デバイスに向けることもできる。一実施例では、放射線のビームは、０°と９０°の間、例えば、５°と８５°の間、１５°と７５°の間、２５°と６５°の間、又は３５°と５５°の間の角度でパターン形成デバイスに向けられる（図１に示されている実施例は、９０°の角度である）。パターン形成デバイスＰＤは、放射線のビームＢを変調し、それを反射してビーム・スプリッタＢＳに返し、ビーム・スプリッタＢＳはその変調されたビームを投影システムＰＳに伝送する。しかし、放射線のビームＢをパターン形成デバイスＰＤに向け、その後投影システムＰＳに向けるために代替え配列を使用できることは理解されるであろう。特に、図１に示されているような配列は、透過的パターン形成デバイスが使用されるときには必要でない場合がある。
【００４７】
示されている装置は、以下の複数のモードで使用することができる。
【００４８】
１．ステップ・モードでは、個別に制御可能な要素のアレイ及び基板は、本質的に静止状態に保たれるが、放射線ビームに与えられるパターンは全体として１回で（つまり、単一の静的露光で）目標部分Ｃに投影される。その後、異なる目標部分Ｃを露光できるように基板テーブルＷＴはＸ及び／又はＹ方向にシフトされる。ステップ・モードでは、露光フィールドの最大サイズにより、単一静的露光で転写される目標部分Ｃのサイズが制限される。
【００４９】
２．走査モードでは、個別に制御可能な要素のアレイ及び基板は、同期走査されるが、放射線ビームに与えられるパターンは目標部分Ｃに投影される（つまり、単一の動的露光で）。個別に制御可能な要素のアレイに関する基板の速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性により決定されうる。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズにより、単一動的露光の目標部分の幅（非走査方向）が制限されるが、走査動作の長さにより、目標部分の高さ（走査方向）が決まる。
【００５０】
３．パルス・モードでは、個々に制御可能な要素のアレイは、本質的に静止状態に保たれ、パルス放射線源を使用してパターン全体が基板Ｗの目標部分Ｃ上に投影される。基板テーブルＷＴは、本質的に一定の速度で移動され、これにより投影ビームＢで基板Ｗ上の１本のラインを走査する。個々に制御可能な要素のアレイ上のパターンは、放射システムのパルスからパルスまでの間に必要に応じて更新され、連続する目標部分Ｃが基板Ｗ上の要求された場所で露光されるようにパルスのタイミングが決定される。その結果、投影ビームＢは、基板Ｗ上を走査し、基板の帯状部分に対する完全なパターンを露光することができる。この処理工程は、基板Ｗ全体が１ラインずつ露光されるまで繰り返される。
【００５１】
４．連続走査モードでは、基板Ｗが実質的に一定の速度で放射線の変調されたビームＢに関して走査され、個別に制御可能な要素のアレイ上のパターンが投影ビームＢが基板Ｗの端から端まで走査し露光するとともに更新されるという点を除き本質的にパルス・モードと同じである。個別に制御可能な要素のアレイ上のパターンの更新に同期した、実質的に一定の放射線源又はパルス放射線源を使用できる。
【００５２】
５．図２のリソグラフィ装置を使用して実行できる、ピクセル格子結像モードでは、基板Ｗ上に形成されるパターンは、パターン形成デバイスＰＤ上に向けられる、スポット生成器により形成されるスポットのその後の露光により実現される。露光されたスポットは、実施的に同じ形状を持つ。基板Ｗ上では、スポットは実質的に格子内に印刷される。一実施例では、スポット・サイズは、印刷ピクセル格子のピッチよりも大きいが、露光スポット格子よりもかなり小さい。印刷されるスポットの強度を変化させることにより、パターンが実現される。露光フラッシュ間に、スポット上の強度分布は変化する。
【００５３】
上述の使用法又はまったく異なる使用法で組合せ形態及び／又は変更形態を使用することもできる。
【００５４】
リソグラフィでは、パターンは、基板上のレジストの層上に露光される。次いで、レジストの現像が行われる。その後、基板上で追加処理工程が実行される。これらの後処理工程の基板の各部に対する影響は、レジストの露光に依存する。特に、これらの処理工程は、所定の線量閾値を超える放射線線量を受ける基板の部分が線量閾値よりも低い放射線線量を受ける基板の部分に対し異なる形で対応するようにチューニングされる。例えば、エッチング工程では、閾値を超える放射線線量を受ける基板の領域は、現像されたレジストの層によりエッチングから保護される。しかし、露光後現像処理では、閾値よりも低い放射線線量を受けるレジストの部分は、取り除かれ、したがって、それらの領域は、エッチングから保護されない。したがって、所望のパターンをエッチングすることができる。したがって、パターン形成デバイス内の個別に制御可能な要素は、パターン特徴内の基板上の領域に伝達される放射線が、露光時にその領域が線量閾値を超える放射線の線量を受ける十分に高い強度となるように設定される。基板上の残りの領域は、対応する個別に制御可能な要素をゼロ又は著しく低い放射線強度が得られるように設計することにより線量閾値よりも低い放射線線量を受ける。
【００５５】
実際、パターン特徴のエッジにおける放射線線量は、個別に制御可能な要素が、特徴境界の一方の側では最大の放射線強度、他方の側では最小の放射線強度を得られるように設定されている場合でも、所定の最大線量から線量ゼロまで急激に変化することはない。その代わりに、回折効果のせいで、放射線線量のレベルは、遷移帯上で低下する。現像されたレジストにより最終的に形成されるパターン特徴の境界の位置は、受けた線量が放射線線量閾値よりも下がる位置により決定される。遷移帯上の放射線線量の減少のプロファイル、したがってパターン特徴境界の正確な位置は、パターン特徴境界にある、又はその付近にある基板上の点に放射線を送る個別に制御可能な要素を最高又は最低強度レベルに設定するだけでなく、最高強度レベルと最低強度レベルの間の強度レベルにも設定することにより、さらに正確に制御することができる。これは、「グレースケール化」と一般に呼ばれる。
【００５６】
グレースケール化を使用すると、パターン特徴境界の位置の制御は、所定の個別に制御可能な要素により基板に与えられる放射線強度が２つの値のみ（つまり、最大値と最小値だけ）に設定できるリソグラフィ・システムにおいて可能な以上に広がる。一実施例では、少なくとも３つの異なる放射線強度値を基板に投影することができ、例えば、少なくとも４個の放射線強度値、少なくとも８個の放射線強度値、少なくとも１６個の放射線強度値、少なくとも３２個の放射線強度値、少なくとも６４個の放射線強度値、少なくとも１２８個の放射線強度値、又は少なくとも２５６個の放射線強度値を投影できる。
【００５７】
クレースケール化は、上述したものに加えて、又はその代替えとして、使用できることは理解されるであろう。例えば、露光後の基板の処理は、受けた放射線線量レベルに応じて、基板の領域の潜在的応答数が２つよりも多いように、チューニングすることができる。例えば、第１の閾値よりも低い放射線線量を受けた基板の部分は第１の方法で応答し、第１の閾値よりも高いが第２の閾値よりも低い放射線線量を受けた基板の部分は第２の方法で応答し、第２の閾値よりも高い放射線線量を受けた基板の部分は第３方法で応答する。したがって、グレースケール化は、２つよりも多い望ましい線量レベルを有する基板上で放射線線量プロファイルを与えるために使用できる。一実施例では、放射線線量プロファイルは、少なくとも２つの望ましい線量レベル、例えば、少なくとも３つの望ましい放射線線量レベル、少なくとも４つの望ましい放射線線量レベル、少なくとも６つの望ましい放射線線量レベル、又は少なくとも８つの望ましい放射線線量レベルを有する。
【００５８】
放射線線量プロファイルは、上述のように、基板上のそれぞれの点で受けた放射線の強度を単に制御するだけ以外の方法により制御することができることも理解されるであろう。例えば、基板上のそれぞれの点で受けた放射線線量は、代替えとして、又はそれに加えて、その点の露光の持続時間を制御することにより制御することができる。他の実施例として、基板上のそれぞれの点は、複数の連続する露光において放射線を潜在的に受ける可能性がある。したがって、それぞれの点で受けた放射線線量は、代替えとして、又はそれに加えて、複数の連続する露光の選択された部分集合を使用してその点を露光することにより制御することができる。
【００５９】
基板上の必要なパターンを形成するために、露光処理中のそれぞれの工程で、パターン形成デバイス内の個別に制御可能な要素のそれぞれを必要な状態に設定する必要がある。したがって、必要な状態を表す、制御信号は、個別に制御可能な要素のそれぞれに伝送されなければならない。一実施例では、リソグラフィ装置は、制御信号発生するコントローラを備える。基板上に形成されるパターンは、ＧＤＳＩＩなどのベクトル定義形式でリソグラフィ装置に供給することができる。設計情報をそれぞれの個別に制御可能な要素に対する制御信号に変換するために、コントローラは、１つ又は複数のデータ操作デバイスを備え、そのそれぞれは、パターンを表すデータ・ストリーム上で処理工程を実行するように構成されている。データ操作デバイスは、「データ経路」と総称することができる。
【００６０】
データ経路のデータ操作デバイスは、１つ又は複数の機能を実行するように構成することができ、これらの機能とは、ベクトル・ベースの設計情報をビットマップ・パターン・データに変換すること、ビットマップ・パターン・データを必要な放射線線量マップ（つまり、基板上の必要な放射線線量プロファイル）に変換すること、必要な放射線線量マップをそれぞれの個別に制御可能な要素に対する必要な放射線強度値に変換すること、及びそれぞれの個別に制御可能な要素に対する必要な放射線強度値を対応する制御信号に変換することである。
【００６１】
図２は、例えば、フラット・パネル・ディスプレイの製造で、使用できる本発明による装置の配列を示す。図１に示されているものに対応するコンポーネントは、同じ参照番号により示されている。また、様々な実施例、例えば、基板、コントラスト・デバイス、ＭＬＡ、放射線のビームなどの様々な構成の上記の説明も、そのまま適用可能である。
【００６２】
図２は、本発明の一実施例による、リソグラフィ装置の配列を示す。この実施例は、例えば、フラット・パネル・ディスプレイの製造で、使用できる。図１に示されているものに対応するコンポーネントは、同じ参照番号により示されている。また、様々な実施例、例えば、基板、コントラスト・デバイス、ＭＬＡ、放射線のビームなどの様々な構成の上記の説明も、そのまま適用可能である。
【００６３】
図２に示されているように、投影システムＰＳは、２つのレンズＬ１、Ｌ２を備える、ビーム拡大器を含む。第１のレンズＬ１は、変調放射線ビームＢを受け取って、それを開口絞りＡＳ内の開口に通して集束させるように配列される。他のレンズＡＬは、この開口内に配置できる。次いで、放射線ビームＢは発散し、第２のレンズＬ２（例えば、視野レンズ）により集束される。
【００６４】
投影システムＰＳは、さらに、拡大された変調放射線Ｂを受け取るように配列されているレンズのアレイＭＬＡを備える。パターン形成デバイスＰＤ内の個別に制御可能な要素のうちの１つ又は複数に対応する、変調放射線ビームＢの異なる部分は、レンズのアレイＭＬＡ内のそれぞれの異なるレンズを通過する。それぞれのレンズは、変調放射線ビームＢのそれぞれの部分を基板Ｗ上にある点に集束する。このようにして、放射線スポットＳのアレイは、基板Ｗ上に露光される。例示されているレンズのアレイ１４の８個のレンズしか示されていないが、レンズのアレイは、数千枚のレンズを含むことができることは理解されるであろう（パターン形成デバイスＰＤとして使用される個別に制御可能な要素のアレイについても同じことがいえる）。
【００６５】
図３は、本発明の一実施例による、図２のシステムを使用して基板Ｗ上のパターンを生成する方法の概略を示す。黒丸は、投影システムＰＳ内のレンズのアレイＭＬＡにより基板Ｗ上に投影されるスポットＳのアレイを表す。基板Ｗは、一連の露光が基板Ｗ上に露光されるときに投影システムＰＳに相対的にＹ方向に移動される。白丸は、基板Ｗ上にすでに露光されているスポット露光ＳＥを表す。図に示されているように、投影システムＰＳ内のレンズのアレイにより基板上に投影されたそれぞれのスポットは、基板Ｗ上にスポット露光の列Ｒを露光する。基板に対する完全なパターンは、スポットＳのそれぞれにより露光されるスポット露光ＳＥのすべての列Ｒの総和により生成される。このような配列は、一般に、上で説明されている、「ピクセル格子結像」と呼ばれる。
【００６６】
放射線スポットＳのアレイは、基板Ｗに関して角度θで配列されることがわかるであろう（つまり、基板のエッジがＸ及びＹ方向に平行である）。これは、基板が走査方向（Ｙ方向）に移動されたときに、それぞれの放射線スポットが基板の異なる領域を通り過ぎ、それにより、基板全体を放射線スポットのアレイ１５で覆うことができるように実行される。一実施例では、角度θは、高々２０°、１０°、例えば、高々５°、高々３°、高々１°、高々０．５°、高々０．２５°、高々０．１０°、高々０．０５°、又は高々０．０１°である。一実施例では、角度θは、少なくとも０．００１°である。
【００６７】
図４は、本発明の一実施例による、複数の光学エンジンを使用することでフラット・パネル・ディスプレイ基板全体Ｗを単一走査で露光する方法の概略を示している。図に示されている実施例では、放射線スポットＳの８個のアレイ３１は、「チェス盤」形状で２列３２、３３に配列された、８個の光学エンジン（図に示されていない）により生成され、放射線スポットＳの１つのアレイのエッジは、放射線スポットの隣接アレイ１５のエッジとわずかにオーバーラップする（走査方向Ｙ）。一実施例では、光学エンジンは、少なくとも３列で、例えば、４列又は５列で配列される。このようにして、帯状の放射線が基板Ｗの幅にわたって延び、基板全体の露光を単一走査で実行できる。適当な数の光学エンジンを使用できることは理解されるであろう。一実施例では、光学エンジンの個数は、少なくとも１個、例えば、少なくとも２個、少なくとも４個、少なくとも８個、少なくとも１０個、少なくとも１２個、少なくとも１４個、又は少なくとも１７個である。一実施例では、光学エンジンの個数は、４０個未満、例えば、３０個未満又は２０個未満である。
【００６８】
それぞれの光学エンジンは、上述のように、別々の照明システムＩＬ、パターン形成デバイスＰＤ、及び投影システムＰＳを備えることができる。しかし、２つ以上の光学エンジンは、照明システム、パターン形成デバイス、及び投影システムのうちの１つ又は複数の少なくとも一部を共有することができることは理解されるであろう。
【００６９】
基板上に露光されるデバイス・パターン及び／又は対応する放射線線量パターンは、ベクトル・ベースの設計パッケージで設計され、それにより、「ＧＤＳＩＩ」などのベクトル・ベースのファイル形式で要求された設計の表現を生成することができる。その結果得られるパターンは、「記述表現」として格納することができる。例えば、ベクトル・ベースの設計パッケージが使用される場合、記述表現は、特徴等高線を記述する個々のベクトルに関してデバイス特徴のレイアウトを格納することができる。それに加えて、又は代替えとして、記述表現は、記述されるデバイスに適した曲線又は他の基本要素を組み込むことができる。
【００７０】
実用デバイスは、多くの場合、異なるタイプの反復ユニットから構築される。これらの反復ユニットはそれぞれ、順に、様々な反復サブユニットなどから構築することができる。この反復は、階層又は木構造を使って記述表現で扱うことができ、これにより、それぞれの反復ユニットは、１回記述するだけで済む（又は、少なくとも、パターン内のそれぞれのインスタンスについて明示的に再定義する必要はない）。階層内の高水準のユニットは、適宜、別のところで１回定義されている他の反復ユニットへの参照に関して定義することができる。
【００７１】
階層表現は、複雑な反復デバイス・パターンを比較的小さなファイルとして格納できるという点で効率的である。しかし、この種の表現は、基板上にパターンを生成することになる個別に制御可能な要素のアレイを制御するのには適しない。上述のように、個別に制御可能な要素のアレイにより基板上に生成されるパターンは、基板の表面上で走査される放射線スポットのグリッドにより時間とともに構築され、それぞれに関連付けられる強度は特定の時刻に個別に制御可能な要素のアレイの特定の要素により制御される。したがって、個別に制御可能な要素のアレイに送られる制御信号は、パターンのビットマップ表現から導かれる。
【００７２】
したがって、要求された線量パターンの非ビットマップ記述表現とパターン形成デバイスに最終的には転送される制御信号の基礎を形成するこのデータのビットマップ・バージョンとの間の変換が必要である。制御信号は、通常、階層を含むことはできず、それぞれの反復特徴を明示的に記述する必要がある。このため、記述的表現に関するパターン・データの量が劇的に増大することになる。
【００７３】
一実施例として、フラット・パネル・ディスプレイは、２．６×２．８メートルの基板上の３００×３００ミクロンのピクセルから構築できる。それぞれのピクセルは、同一であり、３７５０個のコーナー点又は頂点に関して定義することができる下位構造を持つ。これは、パターン形成された基板は、ディスプレイ・ピクセル・パターンに関連付けられている３０００億個の頂点を持ち、それぞれの頂点に８バイトを割り当てるとすると、その結果、階層が存在しなければ（また、ディスプレイ・ピクセル間の境界に関連付けられたパターンを考慮しないと）、パターン・ファイルは２テラバイトを超えてしまうことを意味する。
【００７４】
これらの膨大なファイル・サイズは、妥当なコストで、時間遅延を最小限に抑えて、パターン・データをラスター化し、その結果得られるビットマップ・データを圧縮／格納するオフライン処理を実行するには、かなりの処理能力及び大容量のバッファ・メモリ機能が要求されることを意味する。ラスター化されたデータを効率よく圧縮できるという要求条件は、さらに、印刷できるパターンのタイプに好ましからざる制限を加える可能性がある（例えば、最小レベルの順序又は最大パターン・エントロピーが課される可能性がある）。
【００７５】
本発明の一実施例によれば、効率よく格納し、オンラインでラスター化できるパターンの特別な中間表現に基づくアプローチが使用される。この配列は図５において概略が示されており、これは、要求されたパターン入力デバイス５００及びパターン形成デバイスＰＤをリンクする「データ処理パイプライン」又は「データ経路」を示す。データ経路は、基板の露光が開始する前に動作するコンポーネントを含む、破線５７０の左のオフライン部分、及び基板が実際に露光されるのと実質的に同時に動作するコンポーネントを含む、破線５７０の右のオンライン部分を含む。個々の要素の間のリンクは、矢印で示され、データの流れの方向を表す。しかし、この実線は、必ずしも、直接的データ接続を意味せず、他のデータ処理デバイスを図に示されているもののうちの１つ又は複数の間で動作するように配列できる。
【００７６】
この実施例では、ユーザは、入力デバイス５００を介して、要求されたパターンを定義し、要求されたパターンは、メモリ・バッファ５１０内の非ビットマップ記述表現として格納される。その後、オフライン・プリプロセッサ５２０は、非ビットマップ記述表現を、実質的にリアルタイムでラスター化するのに好適な中間表現に変換する。この中間表現は、純粋なビットマップ対応物と比較して本質的に圧縮することができ、比較的簡単に格納及び抽出できるが、入力デバイス５００から最初に出力された純粋な非ビットマップ記述表現に比べてラスター化しやすいような方法で順序付けられたデータを含む（例えば、ＧＤＳＩＩファイル）。例えば、ラスター化は、比較的少ない演算回数で行うことができる。特に、中間表現を使用すると、ラスター化に必要な総メモリ量とともにメモリ・アクセス演算の総数を減らせる可能性がある。また、メモリ・アクセスの順序及びサイズの不揃いを制限するために使用することもできる。特に、中間表現では、ラスター化の実行中の連続するメモリ・アクセスができる限り連続するメモリ・ブロックで行われるようにデータの順序を決定することができる。中間表現のこうした特性により、これは専用ラスター化ハードウェアの内部メモリ（例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）をベースとするハードウェア内に備えられたＳＲＡＭメモリ）を使用してラスター化を実装できる程度を示すため、ラスター化をリアルタイムで行うことが可能になる。このような内部メモリは、一般に、外部メモリよりもかなり高速にアクセスできるが、サイズが限られる。さらに、中間表現は、除算を行わずにラスター化できるように配列できる。除算は、必要とするメモリ・ハードウェア／リソースの量が特に多く、そのような演算を行わずラスター化できる中間表現を作成すると、ラスター化の効率が大幅に高まる。初期ＧＤＳＩＩ又はベクトル・ベース表現（「第１の表現」）は、通常、除算工程がないとラスター化できない。
【００７７】
要求されたパターンの中間表現は、オンライン・パターン・メモリ・バッファ５３０に渡され、そこに格納される。バッファ５３０は、ラスター化アルゴリズム自体を実行するように構成されているハードウェアを表す、オンライン・ラスタライザ５５０に渡される前にデータに対し最終調整（圧縮解除の最終レベルなど）を行うことができる、オンライン・プリプロセッサ５４０によりアクセス可能とすることができる。ラスタライザ５５０は、パターン形成デバイスが露光時にパターン・データを受け取る必要がある速度に実質的に比例するパターン転送速度でビットマップ・データ（又はライン毎の１Ｄランレングス符号化表現などのビットマップ・データの少なくとも簡単に圧縮解除できる表現）をデータ経路の残り部分に供給するように構成される。オンライン・バッファ５６０は、オンライン・ラスタライザ５５０のラスター化速度の変動を許容する（また補正する）ように実現できる。
【００７８】
一実施例では、上記の配列では、もはや完全な集合として格納される必要がなくなったため、ラスター化されたビットマップ・データを処理するのに膨大な量のオフライン・データ圧縮計算及び記憶手段を必要とすることを回避している。実際、ビットマップ・データは実質的にリアルタイムで生成されるので、どの時点においてもデータのうちごくわずかの部分のみを格納しさえすればよい。
【００７９】
階層データ表現は、比較すると、ラスター化することが本質的に難しいが、それは、パターンの特定の部分に関係するデータが注目する設計ファイル内に予測できない形で分配される可能性があるからである。このように順序付けを欠いているため、ハードウェアが大規模並列型である場合に処理速度に対する特に厳しい効果を持ちうる、ラスター化ハードウェアにより関連データにアクセスする効率が低下する。
【００８０】
本発明の一実施例では、オフライン・プリプロセッサ５２０は、パターンの非ビットマップ記述表現から階層の１つ又は複数のレベルを除去するように構成される。その後、その結果得られる中間表現で記述された特徴は、オンライン・ラスタライザ５５０によりさらに効率よくアクセスできるように再順序付けすることができる。
【００８１】
フラット・パネル・ディスプレイでは、最も頻繁に反復される可能性のある要素は、ディスプレイ・ピクセル自体である。したがって、オフライン・プリプロセッサ５２０が、ディスプレイ・ピクセルのレベルを除く階層のすべてのレベルを除去し、オンラインの階層の最後のレベルを除去するように構成されているオンライン・プリプロセッサ５４０を実現することが望ましいと思われる。この配列により、オンライン・プリプロセッサ５４０に対しオンライン・ハードウェアを増やさなければならないのと引き換えに、パターン・メモリ・バッファ５３０に格納する必要のあるデータの量が大幅に減る。特定のパターンに存在する階層及びパターン・バッファ・メモリ５３０及びオンライン・プリプロセッサ５４０に容量を付加する相対的コストに応じて、階層のレベルが加減された中間表現を実現するようにオフライン・プリプロセッサ５２０を配列することができる。
【００８２】
一実施例では、個別のディスプレイ・ピクセルに対応するレベルを除く階層のすべてのレベルが除去される場合、これは、フラット・パネル・ディスプレイのディスプレイ領域が境界領域と異なる方法で処理され、その場合、パターンは反復ディスプレイ・ピクセルを含まないことを意味することがある。特に、オフライン・プリプロセッサ５２０は、ディスプレイ領域に対する階層の最終レベルを除くすべてのレベルを除去しながら、境界領域の非ビットマップ表現からすべての階層を除去するように配列できる（階層の最終レベルは表示画素反復を考慮に入れるものである）。代替えとして、階層／反復が境界領域内に見られる場合、オフライン・プリプロセッサ５２０は、境界領域についても階層の最終レベルを除くすべてのレベルを除去するように配列することができ、この最終レベルは境界領域内に見られる反復要素に対応する。非ビットマップ記述表現が階層の単一レベルのみを含む場合、オフライン・プロセッサ５２０は、これもまた階層の単一レベルのみを持つ中間表現を生成することができる。
【００８３】
本発明の一実施例によれば、中間表現は、圧縮表現である。例えば、等高線特徴は、個別のピクセルではなくベクトルに関して定義することができ、このベクトル表現により、互いに特定の関係を持ち合うピクセルのグループ（つまり、同じライン上にある）をコンパクトな形式で表すことができる。この種の圧縮表現は、１次元ランレングス符号化の２次元への拡張とみなすことができる。
【００８４】
ベクトルは、要求されたパターンのユーザ入力記述表現から容易に抽出できるため、便利な手段である（特に、ＧＤＳＩＩなど、形式がベクトル・ベースである場合）。さらに、リソグラフィ・パターンは、主に直線要素から構成されるのが普通であり、これは、この方法で効率よく表現できるということを意味する（コンピュータ・グラフィックス又はデジタル写真など、他の画像処理シナリオにおける典型的なパターンとは異なる）。
【００８５】
圧縮パターンは、始点、基板の平面内の軸に対する角度（例えば、走査方向）、及び終点の単一座標への参照により記述されるベクトルに関して表すことができる。多数の走査線に対するベクトル角度の不変性により、ランレングス符号化の根にある反復が実現される。他の形態の反復も、利用できる。例えば、著しい数のピクセルをリンクする数学的関係（一般代数方程式、多項式展開として、又は例えば、一定の２階又は３階導関数に関して表すことができる）は、このタイプの２次元ランレングス符号化の基礎として使用できる。
【００８６】
一実施例では、中間表現がリアルタイムでラスター化可能であるためには、実質的に情報を効率よくアクセスできるように対応するビットマップ値が生成される順序で、パターン・データをオンライン・ラスタライザ５５０から利用できるようにする必要がある。より具体的には、中間表現がベクトルを含む場合、それらのベクトルは、オンライン・ラスタライザ５５０により効率よくアクセスできるようにオフライン・プリプロセッサ５２０により適切な方法で順序付けられる必要がある。ビットマップ走査順序が左から右（−Ｘから＋Ｘ）、上から下（＋Ｙから−Ｙ）の場合には、Ｙは、例えば、パターン形成アレイに関して基板の走査方向に対応し、ベクトルは、上側端点のＸ及びＹ座標、角度、並びに下側端点のＹ座標に関して記述され、ベクトルは、中間表現ファイルの中で、上から下、及び左から右に都合よく順序付けることができる。順序付けの左から右への態様は、ベクトルがＸ軸に平行な場合にのみ関連し、その場合、最初に露光される端点は、「上の端」、つまりベクトルの原点とみなされる。一般に、上から下への順序付けは、最初に寄与するベクトルの部分を定義するので優先する。
【００８７】
上記の説明は、簡単のため、「密」ビットマップ領域に基づいている。ピクセル格子結像を使用する実施例では、実際の露光順序は、ビットマップ・パターンのライン毎の走査順序に正確には従わない。ビットマップ・パターン内の隣接点は、少し異なる時期に露光される可能性がある。しかし、ビットマップ・データが、オンライン・ラスタライザ５５０により生成されると、これは、発明の範囲から逸脱することなくパターン形成アレイに対し制御信号を形成するために比較的容易に再順序付けすることができる。同様に、実質的に露光に必要な順序でピクセル値を生成するためにラスター化工程自体に対し簡単な調整を施すことができる。
【００８８】
一実施例では、ベクトル（又は一定の数学的特性を持つパターンの一部を表す他の幾何学的単位）を使用して、ビットマップ値（要求された線量内の定数Ｙのラインに対応する）のライン毎に前のラインのビットマップ値とどのように異なるかを定義するパターンの「修正規則」を確立することができる。パターンがベクトルに関して表される場合、これらの修正規則は、注目するラインを横切るベクトルにより定義され、ラインが新しいベクトルを含む場合に、又はすでに適用可能なベクトル部分が、もはや、注目するラインを横切らなくなった（つまり、前のラインで終わった）場合に更新される必要がある。
【００８９】
本発明の一実施例では、修正規則自体は、Ｘ位置及びＹにおける固定変化に対するＸのステップという２つの数として格納される（つまり、直線の方程式ｘ＝ａｙ＋ｂにおける角度の記述、及び中間表現において参照される「角度」と同じ記述）。
【００９０】
中間表現は、例えば、ライン毎の修正規則更新を表すデータ・パケットのストリームとして表すことができる（つまり、与えられたラインに対する修正規則更新は、そのラインに対し適切である修正規則のグループが前のラインに対し適切であった修正規則のグループとどのように異なるかを定義する）。この表現は、修正規則に対する変化（更新）のみをそれぞれのデータ・パケット内に記録すればよいので、圧縮される。これらの変化は、それぞれのラインについて必要な変化の回数を減らす、修正規則により表されるデータのベクトル（又は少なくとも幾何学的に一定の）性質により、ビットマップ値の対応するライン（及びさらには関連する修正規則の対応するリスト）よりも少ない量のデータを表す。これらのデータ・パケットの順序は、ビットマップ値のラインに対応する線量パターンのラインがラスター化される順序に実質的に対応すべきである（これは、露光される順序に密接に関連している）。これは、上述のようにデータへのアクセス及びラスター化を効率よく行えるという利点を有する。オンライン・ラスタライザ５５０のハードウェアは、ＦＰＧＡアーキテクチャに基づくことができ、修正規則更新のこのストリームを、パターン形成アレイに対する制御信号を形成するために使用されるのに適したビットマップ・パターンに直接変換するように構成することができる。
【００９１】
上記の（複数の）実施例では、修正規則は、ビットマップ値がラインからラインへどのように変化するかを定義するものとして記述されている。しかし、実際には、修正規則は、ビットマップ値の表現がラインからラインへどのように変化するかを定義することができることは理解されるであろう。この表現は、例えば、１Ｄランレングス符号化を使用して圧縮することができる。これは、ラスタライザから出るデータ量を大幅に削減する可能性が高く、またリアルタイムで復号化するのも簡単であろう。１Ｄランレングス符号化オプションは、ビットマップ値が白黒であることに制約される場合に実装を特に効率よく、また容易に行うことが可能である。しかし、グレー・スケール・パターンを扱うためには、さらに複雑な表現が必要になる場合がある。ここで、ビットマップ値は、線量パターンのラインにそってさらに連続的に変化する傾向を持つ。このタイプのデータの１Ｄ圧縮は、ビットマップ値遷移の一定の特性を利用することにより実行することも可能であろう。例えば、ビットマップ値はＸ方向に関して一定速度で変化する可能性があり、その場合、段階的遷移は、始点ピクセル（Ｘにそった位置として定義される）、Ｘにそったビットマップ値の変化率、及び終点ピクセル（これもまたＸにそった位置として定義される）を使って効率よく表すことができる。
【００９２】
上で述べられているもの以外のベクトル、角度、修正規則、及び修正規則更新の表現も、本発明の範囲から逸脱することなく使用することができる。
【００９３】
代替えとして、又はそれに加えて、ベクトルは、最高のＹ座標を持つものへのアクセスがそれよりも低いＹ座標を持つものよりも先に行えるように、左上端の座標（つまり、基板上に最初に露光されるベクトルの部分）のみを参照して中間表現内で順序付けることができる（上述のように、これは、「密」又はビットマップ領域において真であるが、ピクセルの露光順序はＸとＹの単純な関数ではないため、この状況はピクセル格子結像領域内ではより複雑なものとなる）。修正規則を追加する修正規則更新では、ベクトルがどこで始まり、どのような方向に向いているかを記述する。これらには、その長さ／終点に関する情報はいっさいない。これは、修正規則を除去する別の修正規則更新により処理される。或いは、言い換えると、注目するベクトルを扱う修正規則を除去する現在のＹ位置について修正規則更新が見つかったときにベクトルの終点に到達するということである。中間表現をラスター化する役割を持つアルゴリズムは、上述のように、Ｙの昇順に配列された修正規則更新を含むファイルを先頭から末尾まで解析する。したがって、このアルゴリズムはＹ＝０で始まり、修正規則の対の追加があれば、最初にＹを増やす。次いで、修正規則が実行され、Ｙがファイルのうちの次の修正規則更新の値に到達するまでＹが増分される。この第２の修正規則更新は、第１のと同じＹ値を持ちうることに留意されたい。この処理は、Ｙが最大値（つまり基板の終わり）に達するまで続く。
【００９４】
図６は、本発明の一実施例による、修正規則及び修正規則更新に関して形状６００をどのように記述できるかを示している。形状６００は、走査方向Ｙに垂直な２５本の走査線（Ｙ＝０からＹ＝２４までのラベルが付いている）上で構築される。その外形は、等高線セグメント６３０により定義され、その内部では、ビットマップ・ピクセル値は黒色に設定され、その外部では、ビットマップ値は白色に設定される。上述のように、中間表現は、修正規則更新を含むことができ、これは、ラインからラインへ修正規則が、どのように変化し、ラスター化のために修正規則が必要なシーケンス内の中間表現においてどのように順序付けられるかを記述する、修正規則更新を含むことができる。図に示されている実施例では、第１の修正規則更新は、ラインＹ＝０でラスター化アルゴリズムにより見つけられ、点６０２及び６０４から始まる等高線外形に対応する遷移の対の導入からなる。導入された修正規則の対は、始点６０２及び６０４の位置、さらに、それぞれの等高線が点６０６及び６０８に向かって下降する際の角度を記述する。これらの修正規則は両方とも、アルゴリズムがＹ＝１０に達するまで有効状態であり、その達したところで、修正規則の１つが点６０６の左等高線の角度の変化を反映するように変わる必要がある。これは、角度の変化を記述する単一の修正規則により表される。次の２つの修正規則更新は、同じタイプであり、Ｙ＝１４（点６０８）及びＹ＝１６（点６１０）で発生する。ラインＹ＝２０での更新は、開始位置及び角度が修正規則更新により再定義される必要があるようにＸにそったシフトを表す。最後に、点Ｙ＝２４で、修正規則更新は、点６１４と６１６、及び６０８と６１８をそれぞれリンクするベクトルの終点に対応する、修正規則の対の除去を定義する。
【００９５】
このタイプのパターンに関して、修正規則更新は、（１）修正規則の対の追加（ビットマップ値の特定のラインで表される特徴の開始を記述するこの対の第１のメンバ、及び特徴の終わりを記述するこの対の第２のメンバ、したがって、ラインを交差する特徴の厚さ）、（２）修正規則の対の除去（特徴が終わったとき−特徴は、終わりの前に有限の厚さを持ち、したがって単一の修正規則ではなく修正規則の対が前のラインで必要になったと仮定される）、（３）修正規則の角度の変化（修正規則により記述される等高線の片側の角度の変化を表す）、及び（４）修正規則のＸ座標の変化（修正規則により記述される等高線の片側の出っ張りのような形状を表す）の少なくとも４つのジェネリック・タイプに分割できる。
【００９６】
２次元ランレングス符号化は、黒と白のピクセルにより定義された線量パターンにだけでなく、グレースケール・ビットマップ・パターンにより定義されたパターンにも適用できる（つまり、黒と白に使用されるものの間の１つ又は複数の値を持つビットマップ）。このようなパターンは、中間表現において、ビットマップ・ピクセル格子内の部分格子位置に関して定義される等高線として表すことができる。例えば、ピクセルの５／８の高さでビットマップ・ピクセルを通過する等高線は、５／８の「グレー」値（０は黒、１は白）、又は値５／８に関連付けられている他の何らかの適切な「グレー」値を持つピクセルとしてラスター化することができる。
【００９７】
図７は、本発明の一実施例による、台形アプローチを示している。これは、上述の特別な２次元ランレングス符号化された形式の代替え手段（又は追加手段）であり、そこでは台形表現（制限された多角形表現）を使用できる（「台形」は、ここでは２つの平行な辺を持つ四辺形を意味するものと了解される）。ここで、要求されたパターンは、複数の台形に分解することができ、これらは、原点（Ｘ，Ｙ）７５０、高さ７１０、幅７２０、第１の勾配ｄＸ／ｄＹ７３０、及び第２の勾配ｄＸ／ｄＹ７４０に関して表すことができる。他の表現も使用することができる。前のように、個々の特徴（又は特徴の一部）は、効率的なラスター化を目的として中間表現で都合よく再順序付けすることができる。例えば、これらは、原点７５０への参照及びそれぞれの原点が露光／ラスター化されるシーケンスにより再順序付けすることができる。しかし、実装の制約により、他の順序付けを課す場合がある。
【００９８】
一実施例では、ＧＤＳＩＩデータは、オンライン・ラスタライザ５５０を実装するために必要なハードウェアの複雑さを低減する基本形状の集合（「ラスター化プリミティブ」）に関して表すことができる。２Ｄランレングス符号化及び台形は、上で言及されているが、他のプリミティブとしては、三角形、四角形、又は制約された複雑度の他の多角形がありうる。どのプリミティブが選ばれようと、オフライン・プリプロセッサ５２０は、パターン形状を複数のプリミティブに分解するオペレーションを実行する。
【００９９】
一実施例では、ラスタライザに対する最も単純なプリミティブは、四角形であるが、それは、ラスター化アルゴリズムは、通常、パターンの多角形を、直交ピクセル格子上にある複数のピクセル値に変換するからである。しかし、四角形では、非直交形状を格納するために大量のメモリを必要とする場合がある。台形は、ピクセル基準軸（Ｘ及び／又はＹ）に従う２つの対向する辺のみにより定義されるため、この点で、より効率的なプリミティブといえる。このプリミティブを扱うために、ラスター化エンジンは、走査線に従って、一方の斜めのラインから始めて、次の斜めのラインに到達するまで領域を塗りつぶし、台形ができあがるまでライン毎にこの処理を反復することで、ピクセルを塗りつぶすことができる。
【０１００】
図８から１１は、本発明の一実施例において、オフライン・プリプロセッサ５２０により例示的なパターンをどのように処理できるかを示している。図８は、ユーザにより設計された例示的パターンを示している。図９は、記述（ＧＤＳＩＩ）表現で多角形からこのパターンをどのように構築できるかを示している。これらは、重なりを除去し、図１０に示されているパターンを生成する第１段階で処理される。重なりを除去することにより、ラスタライザの作業を不必要に繰り返し、全体の性能を低下させる可能性のある、ピクセルの複数回のラスター化が行われないようにする。さらに、ピクセル露光線量の誤差が発生する可能性があり、例えば、（上書きのせいで）「黒色ピクセルよりも大きい」又は「白色ピクセルよりも大きくなる」。この問題は、黒色又は白色へのクリッピングにより解決することができたが、この解決方法は、ハーフトーン処理が使用される場合には適用できない。線量誤差に加えて、重なりも、パターン位置誤差の発生につながりうる。次の段階で、次いで、図１１に示されているように、結果として得られた形状を個々の台形に分解するが、これは、上述のように記述し、格納できる。
【０１０１】
オフライン・プリプロセッサ５２０は、パターン・データを要求されたパターンの異なるスライスに対応する複数の部分に分割するように構成することができる。これらの部分は、独立に処理し、別のオンライン・プリプロセッサ及びオンライン・ラスタライザに転送することができる。例えば、単一のオフライン・プリプロセッサ５２０は、パターンの異なるスライスの中間表現に対応する複数のファイルを生成するように配列することができる。その後、これら複数のファイルを、対応する複数のオンライン・ラスタライザに転送し、並列ラスター化することができる。これらのスライスの各々は、例えば、光学エンジン・スポット・アレイＳＡのうちの１つにより露光されるパターンの一部と対応させることができる。上述の配列及び／又はその組合せにより、オンライン・ラスター化全体をより効率的に実行するようにできる（つまり、使用する計算オペレーション、例えば乗算又はメモリ・アクセスを減らし、及び／又は装置の所定のコストに対し高速化する）。
【０１０２】
図１２は、本発明の一実施例による、基板全体に対するパターンをどのように分割できるかを示している。基板Ｗは、水平走査方向に関して示されている（矢印１２１０で示されている）。要求されたパターンは、ディスプレイ領域１２２０（ディスプレイ・ピクセルを含む）及び境界領域１２３０（ワイヤなどを接続するためのパターンを含む）により定義された６つのフラット・パネル・ディスプレイを含む。パターン全体は、破線１２４０により区切られた、５つのスライスに分割される。
【０１０３】
図１３は、本発明の一実施例による、フラット・パネル・ディスプレイのパターンのディスプレイと境界領域との間の内容の差を利用するように構成されたオフライン・プリプロセッサ５２０を示す。この実施例では、オフライン・プリプロセッサ５２０は、２つの圧縮デバイス、ディスプレイ領域圧縮デバイス１３１０及び境界領域圧縮デバイス１３２０を備える。ディスプレイ領域圧縮デバイス１３１０は、例えば、ディスプレイ内のディスプレイ・ピクセルのそれぞれのタイプについて単一の辞書エントリに基づく、辞書式圧縮アルゴリズム（通常は、１種類のピクセルのみが使用される）、又は他の適切に専用化された圧縮方法を使用して動作することができる。他方、境界領域は、あまりうまく順序付けられない可能性があり、上述のように２次元ランレングス符号化又は台形分解を使用して境界領域圧縮デバイス１３２０により処理される。入力パターンにうまく適合された圧縮アルゴリズムを適用することにより、圧縮及び／又は圧縮解除をより効率的に行うことができる。
【０１０４】
上述のように、マスク・レイアウト（及びしたがって、デバイス・パターン）のＧＤＳＩＩベクトル表現のビットマップ展開は極端に大きくなることがある。像に反復パターンが含まれる場合、像圧縮は、データの量をかなり低減することができ、それにより、記憶容量要求条件が軽減され、データ転送時間が短縮される。しかし、妥当なコストと信頼性が得られ、必要な速度（例えば、１０１０ピクセル／秒）でピクセル値を出力できる圧縮解除アルゴリズムを設計することは困難であることが実証されている。
【０１０５】
本発明の一実施例によれば、四分木表現は、この目的に適合されている。特に、オフライン前処理デバイス５２０は、非ビットマップ記述表現を、オンラインでラスター化できる四分木表現に変換するように構成されている。
【０１０６】
一実施例では、四分木表現は、像がそれぞれの節点で４部に分割される、再帰木を含む。４つの部分のそれぞれは、表現されるパターンにより埋められる程度により特徴付けることができる。その後、それぞれの部分は、またも４つに分割され、分岐終了条件がすべての分岐について達成されるまで処理が続く。例えば、分岐は、与えられた節点の下の４象限のすべてが完全に塗りつぶされるか、又は所定の閾値よりも上で塗りつぶされた場合に終了することができる。さらに、分岐は、４象限すべてが空の場合に終了する。
【０１０７】
図１４は、本発明の一実施例による、四分木表現を構築するために、パターン１４００をどのように分割できるかを示す。この処理は、１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、及び１４０５の５つの工程として示されている。フレーム１４０１は、根節点を表し、分割されない。４つの象限へのこの第１の分割は、フレーム１４０２内に示されている。４象限のそれぞれは、パターン１４００の一部により部分的に塗りつぶされ、したがって、それぞれさらに分割される。フレーム１４０３では、これらの象限すべてが部分的に塗りつぶされるわけではなく、空の象限はこれ以上分割されないが、この事実は、ファイルに記録され（これらは、「木の葉」である）、部分的に塗りつぶされた象限は、さらに分割される。分割の次のレベルは、フレーム１４０４及び１４０５内に示される。格子は、最も必要な場合に、パターン１４００の周りにより密に定義され、そうでなければあまり密には定義されないことがわかる。このため、格子が比較的密でない場合には必要バイト数は少ないので、パターンの表現を効率的に行うことができる。
【０１０８】
ＧＤＳＩＩファイルを四分木表現に変換するソフトウェアは市販されており、したがって、プリプロセッサ５２０のこの機能は、低コストで実装することができる。一実施例では、再帰手段を伴う圧縮解除アルゴリズムは、ハードウェアで効果的に実装されるが（特に、大規模な並列処理環境では）、それは、再帰が多数の同じ工程を伴い、この工程を同一プロセッサのプールから割り当てられたプロセッサ上で実行できるからである。四分木方式は、黒色及び白色のビットマップ・パターンを表すのに特に適している。灰色階調ピクセルは、例えば、まず高解像度の黒色及び白色の像を生成し、黒色及び白色のピクセルの複数のブロックを単一の灰色階調ピクセルに変換することにより得られる。例えば、５０ｎｍのピクセルの１５×１５アレイは、７５０ｎｍ正方形の単一灰色階調ピクセルに変換できる。
【０１０９】
一実施例では、特に効率的な表現は、四分木をより柔軟な方法で始められるようにすることにより得られる。例えば、パターンを第１の節点で４象限に分割する代わりに、パターンを可変幾何学的形状の異なる数の領域に分割することができる（これは、「多分木」表現と呼ぶことができるが、後続節点が通常の四分木表現で処理される場合に、複数の通常四分木表現を効果的に含むからである）。このようにして、リソグラフィ装置にうまく適合できる特別な四分木表現が得られる。例えば、第１の分割は、機械の幾何学的形状を反映する単位となるように配列することができる。例えば、パターンは、露光窓及び基板Ｗが走査されるとともに光学系スポット・アレイＳＡの１つにより投影される露光窓の行程を表す複数の部分に分割できる。より具体的には、複数のパターン形成アレイを含むシステムでは、パターンは、パターン全体が表され、そのパターンの特定の領域に関連付けられたデータをそれらが必要とされる順序で効率よくラスター化できるように、特定の時刻に特定のパターン形成アレイにより露光される領域を表す複数の部分（及び／又はパターン形成アレイの特定の複数の部分）に分割することができる。
【０１１０】
図１５は、本発明の一実施例による配列を示す。パターンは、平行な多数の帯１５０１、１５０２、１５０３、１５０４、及び１５０５に分割され、これにより、像処理を異なる光学系とデータ経路アーキテクチャの異なる部分とに分割できる。特定の期間に露光されるパターンの領域を表す、露光窓は、四角形１５２０により示され、基板Ｗは、矢印１５１０により示される方向に投影光学系に関して移動するように配列される。多分木の根節点は、帯１５０４について領域１５４０として示されている。露光窓のある図で示されているインスタンスで重なる領域１５４０は拡大され、中に含まれるパターンがその多分木の根節点の下のすべての節点に対する四分木表現によりどのように取り扱うことができるかを示している。
【０１１１】
この実施例によれば、圧縮解除は、その後、光学エンジン毎に並列に実行できる（第１の節点は、１つのエンジンにより処理されるパターンの領域内に完全に収まるように制限されるからである）。代替えとして、又はそれに加えて、所定のスライス内の領域１５４０のそれぞれの拡大から生じるビットマップが異なる時期に必要になる場合、その対応する領域内のパターンの個別の圧縮解除を適切なシーケンスで実行できる。パターンは、四分木表現への変換処理の一部として分割されているため、１つのオペレーションでパターン全体を圧縮解除する必要はもはやない。選択された部分は、リソグラフィ装置の必要に応じて、選択された時期に圧縮解除できる。
【０１１２】
本文では、特定のデバイス（例えば、集積回路又はフラット・パネル・ディスプレイ）の製造でリソグラフィ装置を使用することについて具体的参照を行う場合があるが、本明細書で説明されているリソグラフィ装置には、他の用途も考えられることは理解されるであろう。用途としては、限定はしないが、集積回路、集積光学系、磁区メモリの誘導及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド、微小電気機械デバイス（ＭＥＭＳ）などの製造がある。また、例えば、フラット・パネル・ディスプレイでは、本発明の装置は、様々な層、例えば、薄膜トランジスタ層及び／又はカラー・フィルタ層の作成を補助するために使用することができる。
【０１１３】
上で光リソグラフィとの関連で本発明の実施例の使用について特定の参照を行っているが、本発明は、他の用途、例えば、インプリント・リソグラフィにおいて、背景状況が許せば、また光リソグラフィに限ることなく、使用できることは理解されるであろう。インプリント・リソグラフィでは、パターン形成デバイス内のトポグラフィにより、基板上に作成されるパターンが定められる。パターン形成デバイスのトポグラフィは、基板に供給されるレジストの層内に圧入することができ、レジストは、電磁放射、熱、圧力、又はそれらの組合せを印加することにより硬化される。パターン形成デバイスは、レジストが硬化された後に、レジストから移動されパターンを残す。
【０１１４】
上では本発明の特定の実施例を説明したが、本発明は説明した以外の方法でも実施することができることは理解されるであろう、例えば、本発明は、上述のように方法を記述する機械可読命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータ・プログラム、又はそのようなコンピュータ・プログラムを格納するデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形を取りうる。
【０１１５】
結論
これまで本発明の様々な実施例について説明してきたが、実施例としてのみ提示されており、限定することを意図していないことは理解されるであろう。当業者にとっては、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく形態及び詳細の様々な変更が可能であることは明白であろう。したがって、本発明の程度及び範囲は、上述の実施例により制限されるのではなく、請求項及びその等価物によってのみ定義されるべきである。
【０１１６】
「発明の開示」と「要約」ではなく、「実施例」の節が請求項の解釈に使用されることが意図されていることは理解されるであろう。「発明の開示」及び「要約」の節では、（複数の）発明者により考察されているように、本発明の１つ又は複数の、ただしすべてではない、実施例を規定することができ、したがって、いかなる形でも本発明及び添付の特許請求の範囲を制限することを意図されていない。
【符号の説明】
【０１１７】
ＡＤ 調整器
ＡＬ 他のレンズ
ＡＳ 開口絞り
Ｂ 放射線ビーム
ＢＤ ビーム・デリバリー・システム
ＢＳ ビーム・スプリッタ
Ｃ 目標部分
ＣＯ コンデンサ
ＩＬ 照明システム
ＩＮ 積分器
Ｌ１、Ｌ２ レンズ
ＰＤ パターン形成デバイス
ＰＳ 投影システム
ＰＷ ポジショナ
Ｒ 行
Ｓ 放射線スポット
ＳＥ スポット露光
ＳＯ 放射線源
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル
１５ 隣接アレイ
３１ アレイ
３２、３３ 列
５００ 要求されたパターン入力デバイス
５１０ メモリ・バッファ
５３０ オンライン・パターン・メモリ・バッファ
５４０ オンライン・プリプロセッサ
５５０ オンライン・ラスタライザ
５６０ オンライン・バッファ
５７０ 破線
６００ 形状
６３０ 等高線セグメント
６０２、６０４、６０６、６０８ 点
７１０ 高さ
７２０ 幅
７３０ 第１の勾配ｄＸ／ｄＹ
７４０ 第２の勾配ｄＸ／ｄＹ
７５０ 原点（Ｘ，Ｙ）
１２１０ 矢印
１２２０ ディスプレイ領域
１２３０ 境界領域
１２４０ 破線
１３１０ ディスプレイ領域圧縮デバイス
１３２０ 境界領域圧縮デバイス
１５０１、１５０２、１５０３、１５０４、１５０５ 平行な多数の帯
１５１０ 矢印
１５２０ 四角形
１５４０ 領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
2010033067000001.pdf